EP1905144A2 - Verfahren zur spannungsversorgung einer anordnung und steuerschaltung zur ausführung des verfahrens - Google Patents

Verfahren zur spannungsversorgung einer anordnung und steuerschaltung zur ausführung des verfahrens

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Publication number
EP1905144A2
EP1905144A2 EP06792525A EP06792525A EP1905144A2 EP 1905144 A2 EP1905144 A2 EP 1905144A2 EP 06792525 A EP06792525 A EP 06792525A EP 06792525 A EP06792525 A EP 06792525A EP 1905144 A2 EP1905144 A2 EP 1905144A2
Authority
EP
European Patent Office
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control circuit
input
switch
module
esq
Prior art date
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Granted
Application number
EP06792525A
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English (en)
French (fr)
Other versions
EP1905144B1 (de
Inventor
Michael Bahr
Jörg Romahn
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Telit Cinterion Deutschland GmbH
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Publication of EP1905144A2 publication Critical patent/EP1905144A2/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1905144B1 publication Critical patent/EP1905144B1/de
Not-in-force legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—ELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/865—Battery or charger load switching, e.g. concurrent charging and load supply

Definitions

  • the invention relates to a method for supplying power to an arrangement and to a control circuit for carrying out the method.
  • radio modules of mobile phone standards GSM, GPRS, EDGE, UMTS or short sea ⁇ ckenfunkstandards BLUETOOTH, WLAN working example in accordance with, (in electronic devices mobile phones, so-called (Personal Digital Assistants) or wireless access points, also commonly
  • the radio modules contain all the essential electronic components for handling the radio traffic via the air interface units.
  • the application can contain further electronic assemblies for display units, keyboards, electronic games, etc.
  • the application and also the Funkmo ⁇ dul can thereby relate the necessary operating power from Various ⁇ NEN voltage sources.
  • Switching power supplies, chargers, batteries, standard accumulators , lithium batteries and also capacitors are known, for example.
  • As a voltage for operating voltage supply concept of the radio modules (Appli ⁇ cations, electronic devices) is on the one hand known factors switching power supplies with switching regulators or otherwise accumulators and to use battery chargers with charging circuits, in the latter case which (during the operation of the radio module application, the electronic device ) constantly recharge accumulators at certain intervals recharge.
  • the charging method is the so-called analog charging method (constant-current charging method, constant-voltage charging method or a mixture of both), in which the charging current flows permanently.
  • the person skilled in the art also known as so-called digital charging method in which the charging process is pulsed and flow for kur ⁇ ze regularly occurring periods of high charging currents flow into the battery.
  • radio modules applications, electronic devices
  • time division multiple access Time Division Multiple Access
  • the object is achieved according to the invention in a first variant by a method for supplying voltage to an arrangement comprising the following elements:
  • an external voltage source is connected to a first input of a control circuit
  • the external voltage source is connected to a first switch , the external voltage source is connected to a charging circuit,
  • the first switch is connected to a power supply input of a module
  • the charging circuit is connected to an internal electric energy storage designed as a lithium accumulator
  • the internal electrical energy store is connected to a second input of the control circuit
  • the internal electrical energy store is connected to the first switch and the operating voltage supply input ,
  • the internal electrical energy store is connected to an accumulator type element
  • the accumulator type element is connected to a third input of the control circuit
  • a first output of the control circuit is connected to the first switch, a second output of the control circuit is connected to the charging circuit, wherein in the method
  • control circuit detects whether the voltage applied to the first input is above or below a threshold value
  • control circuit detects that an internal electrical energy store is connected to the second input of the control circuit
  • control circuit detects that an accumulator type element is connected to the third input of the control circuit, and in which case
  • the control circuit turns off the first switch and the charging circuit blocks when the voltage applied to the first input is below the threshold, so that the operating voltage of the module from the lithium battery and not from the external voltage source is ⁇ attracts and -
  • the control circuit turns off the first switch and the charging circuit activated when the voltage applied to the first input is above the threshold, so that the lithium battery is charged during operation of the module by the external voltage source by means of the charging ⁇ circuit.
  • the power supply of the module with a switching power supply, a charger and a Lithiumakkumulator done as an internal electrical energy storage.
  • the object is achieved according to the invention in a second variant by a method for supplying voltage to an arrangement which has the following elements:
  • an external voltage source is connected to a first input of a control circuit
  • the external power source is connected to a first scarf ⁇ ter
  • the first switch is connected to a supply input of a module connected Trondsver-
  • a first output of the control circuit is connected to the first switch, wherein in the method
  • control circuit detects whether the voltage applied to the first input is above or below a threshold value, the control circuit detects that an internal electrical energy store is connected to the second input of the control circuit,
  • control circuit recognizes that no accumulator type element is connected to the third input of the control circuit, and in which case
  • the control circuit turns on the first switch when the voltage applied to the first input is below the threshold
  • the power supply of the module with a switching power supply and a capacitor as an internal electrical energy storage instead of a rechargeable battery or a battery.
  • the object is achieved according to the invention in a third variant by a method for supplying voltage to an arrangement which has the following elements:
  • an external voltage source is connected to a first input of a control circuit
  • the external power source is connected to a first scarf ⁇ ter
  • the first switch is connected to a supply input of a module connected Trondsver-
  • a battery designed as a battery or standard accumulator internal electrical energy storage is connected to a second input of the control circuit, the internal electrical energy store is connected to the first switch and the operating voltage supply input ,
  • a first output of the control circuit is connected to the first switch, wherein in the method
  • control circuit detects whether the voltage applied to the first input is above or below a threshold value, the control circuit detects that an internal electrical energy store is connected to the second input of the control circuit,
  • control circuit detects that no accumulator ⁇ element comparable to the third input of the control circuit is connected, and in which case,
  • the control circuit turns off the first switch, regardless of whether the voltage applied to the first input of the control circuit voltage is below or above the threshold, so that the module is not supplied with Be ⁇ operating voltage from the external power source.
  • the voltage supply of the module with a switched-mode power supply and a standard accumulator or a battery as an internal electrical energy store can take place in place of a lithium accumulator.
  • the object is achieved according to the invention in a fourth variant by a method for supplying voltage to an arrangement which has the following elements:
  • an external voltage source is connected to a first input of a control circuit, the external voltage source is connected to a first switch ,
  • the first switch is connected to a power supply input of a module, a first output of the control circuit is connected to the first switch, wherein in the method
  • control circuit detects whether the voltage applied to the first input is above or below a threshold value
  • control circuit detects that no internal electrical energy store is connected to the second input of the control circuit
  • the control circuit detects that no Akkumulatortyp- element is connected to the third input of the control circuit, and in which case
  • control circuit switches on the first switch when the voltage applied to the first input of the control circuit is below the threshold value, so that the module is supplied with operating voltage from the external voltage source, and
  • control circuit having the first input, a second input a third input, a first output and a second output for carrying out the method for supplying voltage to an arrangement with the above-mentioned elements solved if a charging circuit is present in the arrangement.
  • control circuit having the first input, a second input, a third input and a first output for carrying out the method for supplying power to an arrangement with the above-named elements, if no charging circuit is present in the arrangement.
  • the Akkumulatortypelement as a temperature resistant ⁇ is formed with respect to the method according to the first variant.
  • common lithium accumulators can be detected by the control circuit.
  • a trickle charge circuit which is connected to the external voltage source, the second output of the control circuit, the lithium secondary battery and the module, when the lithium secondary battery is completely discharged, controls the charging of the lithium secondary battery.
  • the arrangement additionally comprises the following elements: the external voltage source is connected to a charging circuit,
  • the charging circuit is connected to the internal electrical energy store, a second output of the control circuit is connected to the charging circuit, in which case
  • the control circuit blocks the charging circuit, regardless of whether the voltage applied to the first input of the control circuit voltage is below or above the Schwell ⁇ value, so that the module is not supplied by means of the charging ⁇ circuit with operating voltage from the external power source.
  • the power supply of the module with a switching power supply and a capacitor as an internal electrical energy storage instead of a rechargeable battery or a battery, even if in addition a charging circuit is present in the arrangement.
  • the arrangement additionally comprises the following elements:
  • the external voltage source is connected to a charging circuit
  • the charging circuit is connected to the internal electrical energy store
  • a second output of the control circuit is connected to the charging circuit, in which case
  • control circuit blocks the charging circuit, irrespective of whether the voltage applied to the first input of the control circuit is below or above the threshold value. is worth, so that the module is not supplied with operating voltage from the voltage ⁇ voltage source.
  • the arrangement additionally comprises the following elements:
  • the external voltage source is connected to a charging circuit, the charging circuit is connected to the operating supply input of the module,
  • a second output of the control circuit is connected to the charging circuit, in which case - the control circuit blocks the charging circuit, regardless of whether the voltage applied to the first input of the control circuit voltage is below or above the threshold, so that the module is not by means of the charging circuit supplied with operating voltage from the external power source.
  • FIG. 1 shows a block diagram of an arrangement in which he ⁇ inventive method for power supply is feasible.
  • FIG. 1 shows a block diagram of an arrangement in which the method according to the invention for the power supply can be carried out.
  • the arrangement comprises an external voltage source ESQ, a switch S, a control circuit SS comprising a first input El, a second input E2, a third input E3, a first output A1 and a second output A2, and a module M comprising a charging circuit control unit LSS, an operating voltage supply input BSPE, a transceiver SE connected to the operating voltage supply input BSPE, and an accumulator type input ET.
  • the arrangement can furthermore comprise a charging circuit LS with a trickle charge circuit ELS and / or an internal electrical energy store ISQK and / or a battery type element T.
  • a charging circuit LS with a trickle charge circuit ELS and / or an internal electrical energy store ISQK and / or a battery type element T can furthermore comprise a charging circuit LS with a trickle charge circuit ELS and / or an internal electrical energy store ISQK and / or a battery type element T.
  • These further components as well as the second output A2 of the control circuit SS are provided with a thin dashed border as a sign that they need not be included in all variants of the method according to the invention for supplying power to the arrangement.
  • the operating voltage supply line between external voltage source ESQ and module M is shown in all other variants of the method according to the invention for supplying power to the module M by the dotted line.
  • Thieves- Operating voltage supply line between internal electrical voltage source ISQK and module M is shown in all other variants of the method according to the invention for supplying power to the module M by the dashed line.
  • the connection line between the external voltage source ESQ and the first input El of the control circuit SS is shown in all other variants of the method according to the invention for supplying power to the module M by the dashed dotted line.
  • Connection points between individual lines are shown in all other variants of the method according to the invention for supplying power to the module M by the two black ellipses.
  • An external voltage source ESQ which can be designed as a switching power supply or as a charger, is connected to a first input E1 via a first line
  • Control circuit SS and connected via a second line to the first switch S and via a third line to the charging circuit LS.
  • the first switch S is connected to the operating voltage supply input BSPE of the module M.
  • the charging circuit LS is connected to a trained as Lithiumakkumula ⁇ gate internal electrical energy storage ISQK and the charging circuit control unit LSS of the module M.
  • the lithium secondary battery is connected to the second input E2 of the control circuit SS, the first switch S, the operating voltage supply input BSPE and to the accumulator type element T.
  • the accumulator type element T is connected to the third input E3 of the control circuit SS and the accumulator type input ET of the module M.
  • the first output Al of the control circuit SS is connected to the first switch S connected.
  • the second output A2 of the control circuit SS is connected to the charging circuit LS.
  • control circuit SS detects whether the voltage applied to the first input El
  • Voltage is above or below a threshold value. If the external voltage source ESQ forms as a switching power supply being ⁇ , it provides in commercially available switching power supply voltages below 4.2 volts. If the external voltage source ESQ formed as a charger, it provides flashal chargers voltages above 4.5 volts at han ⁇ . Voltage detection circuits that can distinguish between these two voltage levels are known to the skilled person in a variety, so that here dispensed with an explicit Dar- position of a corresponding circuit. The invention should not be limited to the stated voltages.
  • the control circuit SS recognizes that an internal electrical energy store ISQK with the second input E2 of the
  • Control circuit SS is connected.
  • the control circuit SS detects that a Akkumulatortypelement T which forms as a temperature resistor being ⁇ at commercially ⁇ conventional lithium batteries is connected to the third input E3 of the control circuit SS is connected.
  • a Akkumulatortypelement T which forms as a temperature resistor being ⁇ at commercially ⁇ conventional lithium batteries is connected to the third input E3 of the control circuit SS is connected.
  • E2 the person skilled in circuits for detecting voltage levels at the inputs E2, E3 is known, so that also dispensed on an explicit representation ⁇ ver.
  • the control circuit SS switches the first switch S, and disables the charging circuit LS, when the voltage present at the first input El voltage is below the threshold, so the external voltage source ESQ det accommodatebil ⁇ as a switching power supply, so that the operating voltage of the module M from the Lithium accumulator and is not sourced from the switching power supply. As a result, destruction of the lithium battery is avoided.
  • the control circuit SS turns off the first switch S and activates the charging circuit LS when the voltage applied to the first input El is above the threshold, so the external voltage source ESQ is designed as a charger, so that the lithium battery during operation of the module M through the Charger is charged by means of the charging circuit LS ⁇ .
  • the Lithiumakkumula ⁇ tor used both in analog charging method as well as in pulse charging (digital charging) limited to a maximum value, for example, 0.5 amps or 1 ampere. Since charging circuits are well known to those skilled in the art, an explicit illustration is omitted here.
  • the external voltage source ESQ which in turn can be designed as a switching power supply or as a charger, is connected to the first input E1 of the control circuit SS and the first switch S. connected.
  • the first switch S is connected to the operating voltage supply input BSPE of the module M.
  • An internal electrical energy store ISQK designed as a capacitor is connected to the second input E2 of the control circuit SS, to the first switch S and to the operating voltage supply input BSPE.
  • the first output A1 of the control circuit SS is connected to the first switch S.
  • the control circuit SS detects whether the voltage applied to the first input El voltage is above or below a threshold ⁇ value that an internal electric energy storage ISQK is connected to the second input E2 of the control circuit SS, and that no Akkumulatortypelement T to the third input E3 of Control circuit SS is connected.
  • the control circuit SS switches the first switch S when the applied voltage at the first input El is below the threshold, so that the Radiosversor ⁇ supply of the module M is performed by the switching power supply.
  • a low-cost standard switching power supply can be used, which provides maximum currents that are below the maximum power consumption by the module M in the transmission mode, for example, of 1 ampere.
  • the power supply at peak currents required in the transmission mode then takes place additionally from the capacitor.
  • the control circuit SS turns off the first switch S when the voltage applied to the first input El is above the threshold value, so that the module M is not supplied with operating voltage from the external voltage source ESQ.
  • the arrangement is additionally connected to the charging circuit LS which is connected to the external voltage source ESQ, the internal electrical provided energy storage ISQK, the charging circuit control unit LSS and the second output A2 of the control circuit SS is connected, blocks the control circuit SS, the charging circuit LS and the trickle charge circuit ELS, regardless of whether the voltage applied to the first input of the control circuit SS voltage is below or above the threshold value, the module M that not by means of the charging circuit LS and the trickle charge circuit ELS with operating voltage from the external voltage source ESQ, switching power supply or charger, is supplied to a cerium ⁇ interference of the module M to be prevented.
  • the arrangement has the following elements:
  • the external power source ESQ, wel ⁇ che turn can be det keptbil ⁇ as a switching power supply or battery charger is connected to a first input of the control circuit SS, and with connected to the first switch S.
  • the first switch S is connected to the operating voltage supply input BSPE of the module M.
  • the designed as a battery or standard ⁇ accumulator internal electrical energy storage ISQK is connected to the second input E2 of the control circuit SS, the first switch S and the operating voltage supply input BSPE.
  • the first output A1 of the control circuit SS is connected to the first switch S.
  • the control circuit SS detects whether the voltage applied to the first input El voltage is above or below a threshold ⁇ value that an internal electric energy storage ISQK is connected to the second input E2 of the control circuit SS, and that no Akkumulatortypelement T to the third input E3 of Control circuit SS is connected.
  • the control circuit SS switches off the first switch S, regardless of whether the voltage applied to the first input E1 of the control circuit SS is below or above the threshold value, so that the module M is not supplied with operating voltage from the external voltage source ESQ. Destruction of the internal electrical voltage source ISQK, battery or standard accumulator, is thus avoided.
  • the required operating voltage is given to the module M by the internal electrical voltage source ISQK.
  • the control circuit SS blocks the charging circuit LS
  • Charging circuit LS regardless of whether the voltage applied to the first input El of the control circuit SS is below or above the threshold, so that the module M not by means of the charging circuit LS and the trickle charge circuit ELS with operating voltage from the external power source ESQ, switching power supply or charger, is supplied. Since ⁇ is also prevents destruction of the internal electrical E- nergie Eat ISQK through.
  • the arrangement comprises the following elements:
  • the external voltage source ESQ which in turn can be designed as a switched-mode power supply or charger, is connected to the first input E1 of the control circuit SS and the first switch S.
  • the first switch S is connected to the operating voltage supply input BSPE of the module M and the first output Al of the control circuit SS.
  • the control circuit SS detects whether the voltage applied to the first input El voltage is above or below a threshold ⁇ value that no internal electrical energy storage ISQK comparable to the second input E2 of the control circuit SS is prevented and that no Akkumulatortypelement T to the third input E3 of the control circuit SS is connected.
  • the control circuit SS switches the first switch S when the control circuit SS is located at the first input El voltage present below the threshold value, so that the module M with operating voltage from the group formed as a switching power supply from ⁇ external voltage source ESQ is supplied. In this case, however, the switching power supply must meet the required high peak currents z. B. 3.2 amps that are required in the transmission mode of a wireless module, can provide alone.
  • the control circuit SS switches the first switch S off when the first input El-fitting of the control circuit SS voltage is above the threshold, the module M that is not supplied with operating voltage from a charger external from ⁇ formed voltage source ESQ to ei ⁇ ne destruction of the module M to avoid.
  • the control circuit SS blocks the charging circuit LS, independently of this whether the voltage applied to the first input E1 of the control circuit SS is below or above the threshold value, so that the module M is not switched by means of the charging circuit LS or the trickle charge circuit ELS with operating voltage from the external voltage source. Ie ESQ, switching power supply or charger. Since ⁇ by a destruction of the module M is prevented.
  • the power supply of the module M can be done with a switched-mode power supply without an internal electrical energy store ISQK.
  • the introduction of the control circuit SS described therefore can be a plurality of different voltage supply concepts for a module M, for example by an on ⁇ pancake, an arrangement comprising a module M, a STEU ⁇ ersciens SS, a first switch S, and optionally a Charging circuit LS, acquires, directly adapt.
  • the user can thus react flexibly to the requirements of his customers with regard to the reliability and costs of a corresponding arrangement and can also supply the voltage sources required by the customer.
  • the invention is not limited to the described variants of the specific embodiment, but includes other not explicitly disclosed modifications with one, so long ⁇ made use of the core of the invention. This applies in particular to the design of the electronic circuits, which are within the skill of the art. Likewise, individual elements shown separately here may be incorporated in other elements.
  • the inventive method and the inventive STEU ⁇ ersciens SS is primarily intended for radio modules that operate according to the timing Separated method (Time Division Multiple Access), for example.
  • modules M which are in voltage-network-independent portable terminals, such as calculators, notebooks, walkman, radios etc., can be used, and on the one hand by means of batteries, standard batteries, lithium batteries and on the other hand by switching power supplies or chargers can be operated.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Spannungsversorgung einer Anordnung und eine Steuerschaltung (SS) zur Ausführung des Verfahrens. Um verschiedene Spannungsversorgungskonzepte zur Spannungsversorgung eines Moduls (M) , eines elektronischen Geräts , insbesondere eines Funkmoduls, zur Anwendung kommen zu lassen, werden vier Verfahren zur Spannungsversorgung des Moduls (M) , und zwei Steuerschaltungen (SS) angegeben, die den Betrieb des Moduls (M) mit einer Vielzahl von Spannungsversorgern ermöglichen. Insbesondere Anwender, die Funkmodule in Applikationen inkorporieren, können ohne Veränderungen von elektronischen Schaltungen eine der möglichen Spannungsversorgungskonzepte auswählen.

Description

Beschreibung
Verfahren zur Spannungsversorgung einer Anordnung und Steuerschaltung zur Ausführung des Verfahrens
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Spannungsversorgung einer Anordnung und eine Steuerschaltung zur Ausführung des Verfahrens .
Es ist bekannt, dass Funkmodule, die beispielsweise gemäß der Mobilfunkstandards GSM, GPRS, EDGE, UMTS oder der Kurzstre¬ ckenfunkstandards BLUETOOTH, WLAN arbeiten, in elektronischen Geräten (Mobiltelefonen, so genannten Handhelds (Personal Digital Assistants) oder Wireless Access Points, auch allgemein als Applikation bezeichnet, enthalten sind. Die Funkmodule enthalten dabei alle wesentlichen elektronischen Baugruppen für die Abwicklung des Funkverkehrs über die Luftschnittstel¬ le. Die Applikation kann weitere elektronische Baugruppen für Anzeigeeinheiten, Tastaturen, elektronische Spiele etc. ent- halten.
Die Applikation (elektronisches Gerät) bzw. auch das Funkmo¬ dul kann dabei die notwendige Betriebsenergie aus verschiede¬ nen Spannungsquellen beziehen. Bekannt sind beispielsweise Schaltnetzteile, Ladegeräte, Batterien, Standardakkumulato¬ ren, Lithiumakkumulatoren und auch Kondensatoren. Als Span- nungsversorgungskonzept zum Betreiben der Funkmodule (Appli¬ kationen, elektronischen Geräte) ist einerseits bekannt, Schaltnetzteile mit Schaltreglern oder andererseits Akkumula- toren und Ladegeräte mit Ladeschaltungen einzusetzen, die im letzteren Fall die sich während des Betriebes des Funkmoduls (Applikation, elektronischen Geräts) ständig entleerenden Akkumulatoren in bestimmten Zeitabständen wieder aufladen. Als Ladeverfahren sind dem Fachmann einerseits so genannte analoge Ladeverfahren (Konstantstromladeverfahren, Konstant- spannungsladeverfahren oder eine Mischung dieser beiden) bekannt, bei denen der Ladestrom dauerhaft fließt. Andererseits sind dem Fachmann auch so genannte digitale Ladeverfahren bekannt, bei denen der Ladevorgang gepulst abläuft und für kur¬ ze regelmäßige auftretende Zeitabschnitte hohe Ladeströme in den Akkumulator fließen.
Ein weiteres Problem der beschriebenen Spannungsversorgungs- konzepte ist die Versorgung von Funkmodulen (Applikationen, elektronischen Geräten) , die nach dem Zeitlagegetrenntverfahren (Time Division Multiple Access) arbeiten, mit dem erforderlichen hohen Impulsstrom im Sendezeitschlitz.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Spannungsversorgung eines Moduls eines elektronischen Geräts, insbesondere eines Funkmoduls, und eine Steuer¬ schaltung anzugeben, die den Betrieb des Moduls mit einer Vielzahl von Spannungsversorgern ermöglicht.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß in einer ersten Variante durch ein Verfahren zur Spannungsversorgung einer Anordnung gelöst, die folgende Elemente aufweist:
- eine externe Spannungsquelle ist mit einem ersten Ein¬ gang einer Steuerschaltung verbunden,
- die externe Spannungsquelle ist mit einem ersten Schal¬ ter verbunden, - die externe Spannungsquelle ist mit einer Ladeschaltung verbunden,
- der erste Schalter ist mit einem Betriebsspannungsver- sorgungseingang eines Moduls verbunden, - die Ladeschaltung ist mit einem als Lithiumakkumulator ausgebildeten internen elektrischen Energiespeicher verbunden,
- der interne elektrische Energiespeicher ist mit einem zweiten Eingang der Steuerschaltung verbunden,
- der interne elektrische Energiespeicher ist mit dem ers¬ ten Schalter und dem Betriebsspannungsversorgungseingang verbunden,
- der interne elektrische Energiespeicher ist mit einem Akkumulatortypelement verbunden,
- das Akkumulatortypelement ist mit einem dritten Eingang der Steuerschaltung verbunden,
- ein erster Ausgang der Steuerschaltung ist mit dem ersten Schalter verbunden, - ein zweiter Ausgang der Steuerschaltung ist mit der Ladeschaltung verbunden, wobei bei dem Verfahren
- die Steuerschaltung erkennt, ob die an dem ersten Eingang anliegende Spannung oberhalb oder unterhalb eines Schwellwertes liegt,
- die Steuerschaltung erkennt, dass ein interner elektrischer Energiespeicher mit dem zweiten Eingang der Steuerschaltung verbunden ist,
- die Steuerschaltung erkennt, dass ein Akkumulatortypele- ment mit dem dritten Eingang der Steuerschaltung verbunden ist, und wobei in diesem Fall,
- die Steuerschaltung den ersten Schalter ausschaltet und die Ladeschaltung sperrt, wenn die am ersten Eingang an- liegende Spannung unterhalb des Schwellwertes liegt, so dass die Betriebsspannung des Moduls aus dem Lithiumakkumulator und nicht aus der externen Spannungsquelle be¬ zogen wird und - die Steuerschaltung den ersten Schalter ausschaltet und die Ladeschaltung aktiviert, wenn die am ersten Eingang anliegende Spannung oberhalb des Schwellwertes liegt, so dass der Lithiumakkumulator während des Betriebs des Mo- duls durch die externe Spannungsquelle mittels der Lade¬ schaltung geladen wird.
Dadurch kann die Spannungsversorgung des Moduls mit einem Schaltnetzteil, einem Ladegerät und einem Lithiumakkumulator als internem elektrischem Energiespeicher erfolgen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß in einer zweiten Variante durch ein Verfahren zur Spannungsversorgung einer Anordnung gelöst, die folgende Elemente aufweist:
- eine externe Spannungsquelle ist mit einem ersten Ein¬ gang einer Steuerschaltung verbunden,
- die externe Spannungsquelle ist mit einem ersten Schal¬ ter verbunden, - der erste Schalter ist mit einem Betriebsspannungsver- sorgungseingang eines Moduls verbunden,
- ein als Kondensator ausgebildeter interner elektrischer Energiespeicher ist mit einem zweiten Eingang der Steuerschaltung verbunden, - der interne elektrische Energiespeicher ist mit dem ers¬ ten Schalter und dem Betriebsspannungsversorgungseingang verbunden,
- ein erster Ausgang der Steuerschaltung ist mit dem ersten Schalter verbunden, wobei bei dem Verfahren
- die Steuerschaltung erkennt, ob die an dem ersten Eingang anliegende Spannung oberhalb oder unterhalb eines Schwellwertes liegt, - die Steuerschaltung erkennt, dass ein interner elektrischer Energiespeicher mit dem zweiten Eingang der Steuerschaltung verbunden ist,
- die Steuerschaltung erkennt, dass kein Akkumulatortyp- element mit dem dritten Eingang der Steuerschaltung verbunden ist, und wobei in diesem Fall,
- die Steuerschaltung den ersten Schalter einschaltet, wenn die am ersten Eingang anliegende Spannung unterhalb des Schwellwertes liegt und
- den ersten Schalter ausschaltet, wenn die am ersten Eingang anliegende Spannung oberhalb des Schwellwertes liegt, so dass im letzteren Unterfall das Modul nicht mit Betriebsspannung aus der externen Spannungsquelle versorgt wird.
Dadurch kann die Spannungsversorgung des Moduls mit einem Schaltnetzteil und einem Kondensator als internem elektrischem Energiespeicher an Stelle eines Akkumulators oder einer Batterie erfolgen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß in einer dritten Variante durch ein Verfahren zur Spannungsversorgung einer Anordnung gelöst, die folgende Elemente aufweist:
- eine externe Spannungsquelle ist mit einem ersten Ein¬ gang einer Steuerschaltung verbunden,
- die externe Spannungsquelle ist mit einem ersten Schal¬ ter verbunden, - der erste Schalter ist mit einem Betriebsspannungsver- sorgungseingang eines Moduls verbunden,
- ein als Batterie oder Standardakkumulator ausgebildeter interner elektrischer Energiespeicher ist mit einem zweiten Eingang der Steuerschaltung verbunden, - der interne elektrische Energiespeicher ist mit dem ers¬ ten Schalter und dem Betriebsspannungsversorgungseingang verbunden,
- ein erster Ausgang der Steuerschaltung ist mit dem ers- ten Schalter verbunden, wobei bei dem Verfahren
- die Steuerschaltung erkennt, ob die an dem ersten Eingang anliegende Spannung oberhalb oder unterhalb eines Schwellwertes liegt, - die Steuerschaltung erkennt, dass ein interner elektrischer Energiespeicher mit dem zweiten Eingang der Steuerschaltung verbunden ist,
- die Steuerschaltung erkennt, dass kein Akkumulatortyp¬ element mit dem dritten Eingang der Steuerschaltung ver- bunden ist, und wobei in diesem Fall,
- die Steuerschaltung den ersten Schalter ausschaltet, unabhängig davon, ob die am ersten Eingang der Steuerschaltung anliegende Spannung unterhalb oder oberhalb des Schwellwertes liegt, so dass das Modul nicht mit Be¬ triebsspannung aus der externen Spannungsquelle versorgt wird.
Dadurch kann die Spannungsversorgung des Moduls mit einem Schaltnetzteil und einem Standardakkumulator oder einer Batterie als internem elektrischem Energiespeicher an Stelle eines Lithiumakkumulators erfolgen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß in einer vierten Variante durch ein Verfahren zur Spannungsversorgung einer Anordnung gelöst, die folgende Elemente aufweist:
- eine externe Spannungsquelle ist mit einem ersten Ein¬ gang einer Steuerschaltung verbunden, - die externe Spannungsquelle ist mit einem ersten Schal¬ ter verbunden,
- der erste Schalter ist mit einem Betriebsspannungsver- sorgungseingang eines Moduls verbunden, - ein erster Ausgang der Steuerschaltung ist mit dem ersten Schalter verbunden, wobei bei dem Verfahren
- die Steuerschaltung erkennt, ob die an dem ersten Eingang anliegende Spannung oberhalb oder unterhalb eines Schwellwertes liegt,
- die Steuerschaltung erkennt, dass kein interner elektrischer Energiespeicher mit dem zweiten Eingang der Steuerschaltung verbunden ist,
- die Steuerschaltung erkennt, dass kein Akkumulatortyp- element mit dem dritten Eingang der Steuerschaltung verbunden ist, und wobei in diesem Fall
- die Steuerschaltung den ersten Schalter einschaltet, wenn die am ersten Eingang der Steuerschaltung anliegen- de Spannung unterhalb des Schwellwertes liegt, so dass das Modul mit Betriebsspannung aus der externen Spannungsquelle versorgt wird, und
- den ersten Schalter ausschaltet, wenn die am ersten Eingang der Steuerschaltung anliegende Spannung oberhalb des Schwellwertes liegt, so dass das Modul nicht mit Be¬ triebsspannung aus der externen Spannungsquelle versorgt wird.
Dadurch kann die Spannungsversorgung des Moduls mit einem Schaltnetzteil aber ohne internem elektrischem Energiespei¬ cher erfolgen.
Die Aufgabe wird des weiteren erfindungsgemäß durch eine Steuerschaltung mit dem ersten Eingang, einem zweiten Ein- gang, einem dritten Eingang, einem ersten Ausgang und einem zweiten Ausgang zur Ausführung des Verfahrens zur Spannungsversorgung einer Anordnung mit vorstehend benannten Elementen gelöst, wenn eine Ladeschaltung in der Anordnung vorhanden ist .
Die Aufgabe wird des weiteren erfindungsgemäß durch eine Steuerschaltung mit dem ersten Eingang, einem zweiten Eingang, einem dritten Eingang und einem ersten Ausgang zur Aus- führung des Verfahrens zur Spannungsversorgung einer Anordnung mit vorstehend benannten Elementen gelöst, wenn keine Ladeschaltung in der Anordnung vorhanden ist.
Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteran- Sprüchen.
In vorteilhafter Weise ist hinsichtlich des Verfahrens nach der ersten Variante das Akkumulatortypelement als Temperatur¬ widerstand ausgebildet. Dadurch lassen sich gängige Lithium- akkumulatoren durch die Steuerschaltung erkennen.
In weiterhin vorteilhafter Weise hinsichtlich der ersten Variante steuert eine Erhaltungsladungsschaltung, die mit der externen Spannungsquelle, dem zweiten Ausgang der Steuer- Schaltung, dem Lithiumakkumulator und dem Modul verbunden ist, bei vollständig entladenem Lithiumakkumulator, das Laden des Lithiumakkumulators. Dadurch lässt sich diese Variante auch für Spannungsversorgungskonzepte anwenden, bei denen di¬ gitale Ladeverfahren (Pulsladeverfahren) zum Einsatz kommen.
In einer weiterhin vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung gemäß der zweiten Variante weist die Anordnung zusätzlich folgende Elemente auf: - die externe Spannungsquelle ist mit einer Ladeschaltung verbunden,
- die Ladeschaltung ist mit dem internen elektrischen E- nergiespeicher verbunden, - ein zweiter Ausgang der Steuerschaltung ist mit der Ladeschaltung verbunden, wobei in diesem Fall,
- die Steuerschaltung die Ladeschaltung sperrt, unabhängig davon, ob die am ersten Eingang der Steuerschaltung an- liegende Spannung unterhalb oder oberhalb des Schwell¬ wertes liegt, so dass das Modul nicht mittels der Lade¬ schaltung mit Betriebsspannung aus der externen Spannungsquelle versorgt wird.
Dadurch kann die Spannungsversorgung des Moduls mit einem Schaltnetzteil und einem Kondensator als internem elektrischem Energiespeicher an Stelle eines Akkumulators oder einer Batterie erfolgen, auch wenn zusätzlich eine Ladeschaltung in der Anordnung vorhanden ist.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung gemäß der dritten Variante weist die Anordnung zusätzlich folgende Elemente auf:
- die externe Spannungsquelle ist mit einer Ladeschaltung verbunden,
- die Ladeschaltung ist mit dem internen elektrischen E- nergiespeicher verbunden,
- ein zweiter Ausgang der Steuerschaltung ist mit der Ladeschaltung verbunden, wobei in diesem Fall,
- die Steuerschaltung die Ladeschaltung sperrt, unabhängig davon, ob die am ersten Eingang der Steuerschaltung anliegende Spannung unterhalb oder oberhalb des Schwell- wertes liegt, so dass das Modul nicht mit Betriebsspan¬ nung aus der externen Spannungsquelle versorgt wird.
Dadurch kann die Spannungsversorgung des Moduls mit einem Schaltnetzteil und einem Standardakkumulator oder einer Batterie als internem elektrischem Energiespeicher an Stelle eines Lithiumakkumulators erfolgen, auch wenn zusätzlich eine Ladeschaltung in der Anordnung vorhanden ist.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung gemäß der vierten Variante weist die Anordnung zusätzlich folgende Elemente auf:
- die externe Spannungsquelle ist mit einer Ladeschaltung verbunden, - die Ladeschaltung ist mit dem Betriebsversorgungseingang des Moduls verbunden,
- ein zweiter Ausgang der Steuerschaltung ist mit der Ladeschaltung verbunden, wobei in diesem Fall - die Steuerschaltung die Ladeschaltung sperrt, unabhängig davon, ob die am ersten Eingang der Steuerschaltung anliegende Spannung unterhalb oder oberhalb des Schwellwertes liegt, so dass das Modul nicht mittels der Ladeschaltung mit Betriebsspannung aus der externen Spannungsquelle versorgt wird.
Dadurch kann die Spannungsversorgung des Moduls mit einem Schaltnetzteil aber ohne internem elektrischem Energiespei¬ cher erfolgen, auch wenn zusätzlich eine Ladeschaltung in der Anordnung vorhanden ist.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, welche in Verbindung mit der beigefügten Zeich- nung die Erfindung an Hand von einem Ausführungsbeispiel er¬ läutert .
Dabei zeigt in schematischer Darstellung die
FIG 1 ein Blockschaltbild einer Anordnung, bei der das er¬ findungsgemäße Verfahren zur Spannungsversorgung durchführbar ist.
Die Figur 1 zeigt ein Blockschaltbild einer Anordnung, bei der das erfindungsgemäße Verfahren zur Spannungsversorgung durchführbar ist. Die Anordnung umfasst eine externe Spannungsquelle ESQ, einen Schalter S, eine Steuerschaltung SS, umfassend einen ersten Eingang El, einen zweiten Eingang E2, einen dritten Eingang E3, einen ersten Ausgang Al und einen zweiten Ausgang A2, sowie ein Modul M, umfassend eine Lade- schaltungssteuerungseinheit LSS, einen Betriebsspannungsver- sorgungseingang BSPE, ein mit dem Betriebsspannungsversor- gungseingang BSPE verbundenen Sendeempfänger SE, und einen Akkumulatortypeingang ET.
Die Anordnung kann des Weiteren eine Ladeschaltung LS mit einer Erhaltungsladungsschaltung ELS und/oder einen internen elektrischen Energiespeicher ISQK und/oder ein Akkumulator- typelement T umfassen. Diese weiteren Komponenten sowie der zweite Ausgang A2 der Steuerschaltung SS sind zum Zeichen, dass sie nicht in allen Varianten des erfindungsgemäßen Verfahren zur Spannungsversorgung der Anordnung enthalten sein müssen, mit einer dünnen gestrichelten Umrandung versehen.
Die Betriebsspannungsversorgungsleitung zwischen externer Spannungsquelle ESQ und Modul M ist in allen weiteren Varian¬ ten des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Spannungsversorgung des Moduls M durch die gepunktete Linie dargestellt. Die Be- triebsspannungsversorgungsleitung zwischen interner elektrischer Spannungsquelle ISQK und Modul M ist in allen weiteren Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Spannungsversorgung des Moduls M durch die gestrichelte Linie darge- stellt. Die Verbindungsleitung zwischen externer Spannungsquelle ESQ und dem ersten Eingang El der Steuerschaltung SS ist in allen weiteren Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Spannungsversorgung des Moduls M durch die gestrichelt gepunktete Linie dargestellt.
Verbindungspunkte zwischen einzelnen Leitungen sind in allen weiteren Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Spannungsversorgung des Moduls M durch die beiden schwarzen Ellipsen dargestellt.
In einer ersten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Spannungsversorgung des Moduls M, weist die Anordnung folgende Elemente auf: Eine externe Spannungsquelle ESQ, welche als Schaltnetzteil oder als Ladegerät ausgebildet sein kann, ist über eine erste Leitung mit einem ersten Eingang El einer
Steuerschaltung SS und über eine zweite Leitung mit dem ersten Schalter S und über eine dritte Leitung mit der Ladeschaltung LS verbunden. Der erste Schalter S ist mit dem Be- triebsspannungsversorgungseingang BSPE des Moduls M verbun- den. Die Ladeschaltung LS ist mit einem als Lithiumakkumula¬ tor ausgebildeten internen elektrischen Energiespeicher ISQK und mit der Ladeschaltungssteuerungseinheit LSS des Moduls M verbunden. Der Lithiumakkumulator ist mit dem zweiten Eingang E2 der Steuerschaltung SS, dem ersten Schalter S, dem Be- triebsspannungsversorgungseingang BSPE und mit dem Akkumulatortypelement T verbunden. Das Akkumulatortypelement T ist mit dem dritten Eingang E3 der Steuerschaltung SS und dem Akkumulatortypeingang ET des Moduls M verbunden. Der erste Ausgang Al der Steuerschaltung SS ist mit dem ersten Schalter S verbunden. Der zweite Ausgang A2 der Steuerschaltung SS ist mit der Ladeschaltung LS verbunden.
Bei dem Verfahren nach dieser Variante erkennt die Steuer- Schaltung SS, ob die an dem ersten Eingang El anliegende
Spannung oberhalb oder unterhalb eines Schwellwertes liegt. Ist die externe Spannungsquelle ESQ als Schaltnetzteil ausge¬ bildet, liefert sie bei handelsüblichen Schaltnetzteilen Spannungen unterhalb von 4,2 Volt. Ist die externe Spannungs- quelle ESQ als Ladegerät ausgebildet, liefert sie bei han¬ delsüblichen Ladegeräten Spannungen oberhalb von 4,5 Volt. Spannungserkennungsschaltungen, die zwischen diesen beiden Spannungspegeln unterscheiden können, sind dem Fachmann in einer Vielzahl bekannt, so dass hier auf eine explizite Dar- Stellung einer entsprechenden Schaltung verzichtet wird. Die Erfindung soll nicht auf die genannten Spannungen beschränkt sein .
Die Steuerschaltung SS erkennt, dass ein interner elektri- scher Energiespeicher ISQK mit dem zweiten Eingang E2 der
Steuerschaltung SS verbunden ist. Die Steuerschaltung SS erkennt, dass ein Akkumulatortypelement T, welches bei handels¬ üblichen Lithiumakkumulatoren als Temperaturwiderstand ausge¬ bildet ist, mit dem dritten Eingang E3 der Steuerschaltung SS verbunden ist. Auch hier sind dem Fachmann Schaltungen zur Erkennung von Spannungspegeln an den Eingängen E2, E3 bekannt, so dass ebenfalls auf eine explizite Darstellung ver¬ zichtet wird.
Die Steuerschaltung SS schaltet den ersten Schalter S aus und sperrt die Ladeschaltung LS, wenn die am ersten Eingang El anliegende Spannung unterhalb des Schwellwertes liegt, also die externe Spannungsquelle ESQ als Schaltnetzteil ausgebil¬ det ist, so dass die Betriebsspannung des Moduls M aus dem Lithiumakkumulator und nicht aus dem Schaltnetzteil bezogen wird. Dadurch wird eine Zerstörung des Lithiumakkumulators vermieden .
Die Steuerschaltung SS schaltet den ersten Schalter S aus und aktiviert die Ladeschaltung LS, wenn die am ersten Eingang El anliegende Spannung oberhalb des Schwellwertes liegt, also die externe Spannungsquelle ESQ als Ladegerät ausgebildet ist, so dass der Lithiumakkumulator während des Betriebs des Moduls M durch das Ladegerät mittels der Ladeschaltung LS ge¬ laden wird. Dadurch wird je nach verwendetem Lithiumakkumula¬ tor sowohl bei analogen Ladeverfahren als auch bei Pulsladeverfahren (digitale Ladeverfahren) auf einen zulässigen Maximalwert z.B. 0,5 Ampere oder 1 Ampere beschränkt. Da Lade- Schaltungen dem Fachmann ausgiebig bekannt sind, wird hier auf eine explizite Darstellung verzichtet.
Ist der Lithiumakkumulator bereits vollständig entladen, wird der Ladevorgang beim Pulsladeverfahren durch die Erhaltungs- ladeschaltung (Trickle Charge) ELS, die mit der externen
Spannungsquelle ESQ, dem zweiten Ausgang A2 der Steuerschal¬ tung SS, dem Lithiumakkumulator und der Ladeschaltungssteue- rungseinheit LSS des Moduls M verbunden ist, gesteuert. Auch sind Erhaltungsladeschaltungen dem Fachmann ausgiebig be- kannt, so dass hier auf eine explizite Darstellung verzichtet wird. Die Steuerung der Ladeströme bzw. Erhaltungsladeströme erfolgt mittels der Ladeschaltungssteuerungseinheit LSS.
In einer zweiten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Spannungsversorgung des Moduls M, weist die Anordnung folgende Elemente auf: Die externe Spannungsquelle ESQ, die wiederum als Schaltnetzteil oder als Ladegerät ausgebildet sein kann, ist mit dem ersten Eingang El der Steuerschaltung SS und dem ersten Schalter S verbunden. Der erste Schalter S ist mit dem Betriebsspannungsversorgungseingang BSPE des Moduls M verbunden. Ein als Kondensator ausgebildeter interner elektrischer Energiespeicher ISQK ist mit dem zweiten Eingang E2 der Steuerschaltung SS, dem ersten Schalter S und dem Be- triebsspannungsversorgungseingang BSPE verbunden. Der erste Ausgang Al der Steuerschaltung SS ist mit dem ersten Schalter S verbunden.
Die Steuerschaltung SS erkennt, ob die an dem ersten Eingang El anliegende Spannung oberhalb oder unterhalb eines Schwell¬ wertes liegt, dass ein interner elektrischer Energiespeicher ISQK mit dem zweiten Eingang E2 der Steuerschaltung SS verbunden ist und dass kein Akkumulatortypelement T mit dem dritten Eingang E3 der Steuerschaltung SS verbunden ist.
Die Steuerschaltung SS schaltet den ersten Schalter S ein, wenn die am ersten Eingang El anliegende Spannung unterhalb des Schwellwertes liegt, so dass die Betriebsspannungsversor¬ gung des Moduls M durch das Schaltnetzteil erfolgt. Jetzt kann ein kostengünstiges Standardschaltnetzteil verwendet werden, welches maximale Stromstärken liefert, die unterhalb der maximalen Stromaufnahme durch das Modul M im Sendebetrieb liegen, beispielsweise von 1 Ampere. Die Stromversorgung bei im Sendebetrieb erforderlichen Spitzenströmen erfolgt dann zusätzlich aus dem Kondensator.
Die Steuerschaltung SS schaltet den ersten Schalter S aus, wenn die am ersten Eingang El anliegende Spannung oberhalb des Schwellwertes liegt, so dass das Modul M nicht mit Be- triebsspannung aus der externen Spannungsquelle ESQ versorgt wird.
Ist die Anordnung zusätzlich mit der Ladeschaltung LS, die mit der externen Spannungsquelle ESQ, dem internen elektri- sehen Energiespeicher ISQK, der Ladeschaltungssteuerungsein- heit LSS und dem zweiten Ausgang A2 der Steuerschaltung SS verbunden ist, versehen, sperrt die Steuerschaltung SS die Ladeschaltung LS bzw. die Erhaltungsladungsschaltung ELS, un- abhängig davon, ob die am ersten Eingang El der Steuerschaltung SS anliegende Spannung unterhalb oder oberhalb des Schwellwertes liegt, so dass das Modul M nicht mittels der Ladeschaltung LS bzw. der Erhaltungsladungsschaltung ELS mit Betriebsspannung aus der externen Spannungsquelle ESQ, Schaltnetzteil oder Ladegerät, versorgt wird, um eine Zer¬ störung des Moduls M zu verhindern.
In einer dritten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Spannungsversorgung des Moduls M, weist die Anordnung folgende Elemente auf: Die externe Spannungsquelle ESQ, wel¬ che wiederum als Schaltnetzteil oder als Ladegerät ausgebil¬ det sein kann, ist mit einem ersten Eingang der Steuerschaltung SS und mit dem ersten Schalter S verbunden. Der erste Schalter S ist mit dem Betriebsspannungsversorgungseingang BSPE des Moduls M verbunden. Der als Batterie oder Standard¬ akkumulator ausgebildete interne elektrische Energiespeicher ISQK ist mit dem zweiten Eingang E2 der Steuerschaltung SS, dem ersten Schalter S und dem Betriebsspannungsversorgungs- eingang BSPE verbunden. Der erste Ausgang Al der Steuerschal- tung SS ist mit dem ersten Schalter S verbunden.
Die Steuerschaltung SS erkennt, ob die an dem ersten Eingang El anliegende Spannung oberhalb oder unterhalb eines Schwell¬ wertes liegt, dass ein interner elektrischer Energiespeicher ISQK mit dem zweiten Eingang E2 der Steuerschaltung SS verbunden ist und dass kein Akkumulatortypelement T mit dem dritten Eingang E3 der Steuerschaltung SS verbunden ist. Die Steuerschaltung SS schaltet den ersten Schalter S aus, unabhängig davon, ob die am ersten Eingang El der Steuerschaltung SS anliegende Spannung unterhalb oder oberhalb des Schwellwertes liegt, so dass das Modul M nicht mit Betriebs- Spannung aus der externen Spannungsquelle ESQ versorgt wird. Eine Zerstörung der internen elektrischen Spannungsquelle ISQK, Batterie oder Standardakkumulator, wird so vermieden. Die erforderliche Betriebsspannung erhält das Modul M durch die interne elektrische Spannungsquelle ISQK.
Ist die Anordnung zusätzlich mit der Ladeschaltung LS, die mit der externen Spannungsquelle ESQ, dem internen elektrischen Energiespeicher ISQK, der Ladeschaltungssteuerungsein- heit LSS und dem zweiten Ausgang A2 der Steuerschaltung SS verbunden ist, versehen, sperrt die Steuerschaltung SS die
Ladeschaltung LS, unabhängig davon, ob die am ersten Eingang El der Steuerschaltung SS anliegende Spannung unterhalb oder oberhalb des Schwellwertes liegt, so dass das Modul M nicht mittels der Ladeschaltung LS bzw. der Erhaltungsladungsschal- tung ELS mit Betriebsspannung aus der externen Spannungsquelle ESQ, Schaltnetzteil oder Ladegerät, versorgt wird. Da¬ durch wird auch eine Zerstörung des internen elektrischen E- nergiespeicher ISQK verhindert.
In einer vierten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Spannungsversorgung des Moduls M, weist die Anordnung folgende Elemente auf: Die externe Spannungsquelle ESQ, die wiederum als Schaltnetzteil oder Ladegerät ausgebildet sein kann, ist mit dem ersten Eingang El der Steuerschaltung SS und dem ersten Schalter S verbunden. Der erste Schalter S ist mit dem Betriebsspannungsversorgungseingang BSPE des Moduls M und dem ersten Ausgang Al der Steuerschaltung SS verbunden. Die Steuerschaltung SS erkennt, ob die an dem ersten Eingang El anliegende Spannung oberhalb oder unterhalb eines Schwell¬ wertes liegt, dass kein interner elektrischer Energiespeicher ISQK mit dem zweiten Eingang E2 der Steuerschaltung SS ver- bunden ist und dass kein Akkumulatortypelement T mit dem dritten Eingang E3 der Steuerschaltung SS verbunden ist.
Die Steuerschaltung SS schaltet den ersten Schalter S ein, wenn die am ersten Eingang El der Steuerschaltung SS anlie- gende Spannung unterhalb des Schwellwertes liegt, so dass das Modul M mit Betriebsspannung aus der als Schaltnetzteil aus¬ gebildeten externen Spannungsquelle ESQ versorgt wird. In diesem Fall muss das Schaltnetzteil jedoch die erforderlichen hohen Spitzenströme z. B. 3,2 Ampere, die im Sendebetrieb ei- nes Funkmoduls benötigt werden, allein bereitstellen können.
Die Steuerschaltung SS schaltet den ersten Schalter S aus, wenn die am ersten Eingang El der Steuerschaltung SS anliegende Spannung oberhalb des Schwellwertes liegt, so dass das Modul M nicht mit Betriebsspannung aus der als Ladegerät aus¬ gebildeten externen Spannungsquelle ESQ versorgt wird, um ei¬ ne Zerstörung des Moduls M zu vermeiden.
Ist die Anordnung zusätzlich mit der Ladeschaltung LS, die mit der externen Spannungsquelle ESQ, dem internen elektrischen Energiespeicher ISQK, der Ladeschaltungssteuerungsein- heit LSS und dem zweiten Ausgang A2 der Steuerschaltung SS verbunden ist, versehen, sperrt die Steuerschaltung SS die Ladeschaltung LS, unabhängig davon, ob die am ersten Eingang El der Steuerschaltung SS anliegende Spannung unterhalb oder oberhalb des Schwellwertes liegt, so dass das Modul M nicht mittels der Ladeschaltung LS bzw. der Erhaltungsladungsschal- tung ELS mit Betriebsspannung aus der externen Spannungsquel- Ie ESQ, Schaltnetzteil oder Ladegerät, versorgt wird. Da¬ durch wird auch eine Zerstörung des Moduls M verhindert.
In dieser Variante mit oder ohne Ladeschaltung LS kann die Spannungsversorgung des Moduls M mit einem Schaltnetzteil a- ber ohne internem elektrischem Energiespeicher ISQK erfolgen.
Durch die Einführung der beschriebenen Steuerschaltung SS lassen sich also eine Vielzahl verschiedener Spannungsversor- gungskonzepte für ein Modul M, beispielsweise durch einen An¬ wender, der eine Anordnung, umfassend ein Modul M, eine Steu¬ erschaltung SS, einen ersten Schalter S und gegebenenfalls eine Ladeschaltung LS, erwirbt, unmittelbar anpassen. Der Anwender kann somit auf Anforderungen seiner Kunden hinsicht- lieh Zuverlässigkeit und Kosten einer entsprechenden Anordnung flexibel reagieren und die kundenseitig geforderten Spannungsquellen mitliefern.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Varianten des speziellen Ausführungsbeispiels beschränkt, sondern schließt weitere nicht explizit offenbarte Abwandlungen mit ein, so¬ lange von dem Kern der Erfindung Gebrauch gemacht wird. Dies gilt insbesondere für die Ausgestaltung der elektronischen Schaltungen, die im Rahmen des fachmännischen Könnens liegen. Ebenso können einzelne hier separat dargestellte Elemente in anderen Elementen inkorporiert sein.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Steu¬ erschaltung SS ist vornehmlich für Funkmodule vorgesehen, die nach dem Zeitlagegetrenntverfahren (Time Division Multiple Access) arbeiten, z. B. GSM, GPRS, EDGE, UMTS, BLUETOOTH, WLAN etc.. Sie ist allerdings auch anwendbar für Module M, die in spannungsnetzunabhängigen portablen Endgeräten, wie beispielsweise Taschenrechner, Notebooks, Walkman, Radios etc., einsetzbar sind, und die einerseits mittels Batterien, Standardakkumulatoren, Lithiumakkumulatoren und andererseits auch mittels Schaltnetzteilen oder Ladegeräten betrieben werden können.

Claims

Patentansprüche
1) Verfahren zur Spannungsversorgung einer Anordnung, die folgende Elemente aufweist: - eine externe Spannungsquelle (ESQ) ist mit einem ersten Eingang (El) einer Steuerschaltung (SS) verbunden,
- die externe Spannungsquelle (ESQ) ist mit einem ersten Schalter (S) verbunden,
- die externe Spannungsquelle (ESQ) ist mit einer Lade- Schaltung (LS) verbunden,
- der erste Schalter (S) ist mit einem Betriebsspannungs- versorgungseingang (BSPE) eines Moduls (M) verbunden,
- die Ladeschaltung (LS) ist mit einem als Lithiumakkumu¬ lator ausgebildeten internen elektrischen Energiespei- eher (ISQK) verbunden,
- der interne elektrische Energiespeicher (ISQK) ist mit einem zweiten Eingang (E2) der Steuerschaltung (SS) verbunden,
- der interne elektrische Energiespeicher (ISQK) ist mit dem ersten Schalter (S) und dem Betriebsspannungsversor- gungseingang (BSPE) verbunden,
- der interne elektrische Energiespeicher (ISQK) ist mit einem Akkumulatortypelement (T) verbunden,
- das Akkumulatortypelement (T) ist mit einem dritten Ein- gang (E3) der Steuerschaltung (SS) verbunden,
- ein erster Ausgang (Al) der Steuerschaltung (SS) ist mit dem ersten Schalter (S) verbunden,
- ein zweiter Ausgang (A2) der Steuerschaltung (SS) ist mit der Ladeschaltung (LS) verbunden, wobei bei dem Verfahren
- die Steuerschaltung (SS) erkennt, ob die an dem ersten Eingang (El) anliegende Spannung oberhalb oder unterhalb eines Schwellwertes liegt, - die Steuerschaltung (SS) erkennt, dass ein interner e- lektrischer Energiespeicher (ISQK) mit dem zweiten Ein¬ gang (E2) der Steuerschaltung (SS) verbunden ist,
- die Steuerschaltung (SS) erkennt, dass ein Akkumulator- typelement (T) mit dem dritten Eingang (E3) der Steuer¬ schaltung (SS) verbunden ist, und wobei in diesem Fall,
- die Steuerschaltung (SS) den ersten Schalter (S) aus¬ schaltet und die Ladeschaltung (LS) sperrt, wenn die am ersten Eingang (El) anliegende Spannung unterhalb des Schwellwertes liegt, so dass die Betriebsspannung des Moduls (M) aus dem Lithiumakkumulator und nicht aus der externen Spannungsquelle (ESQ) bezogen wird und
- die Steuerschaltung (SS) den ersten Schalter (S) aus- schaltet und die Ladeschaltung (LS) aktiviert, wenn die am ersten Eingang (El) anliegende Spannung oberhalb des Schwellwertes liegt, so dass der Lithiumakkumulator wäh¬ rend des Betriebs des Moduls (M) durch die externe Span¬ nungsquelle (ESQ) mittels der Ladeschaltung (LS) geladen wird.
2) Verfahren zur Spannungsversorgung einer Anordnung nach Pa¬ tentanspruch 1, wobei das Akkumulatortypelement (T) als Tem¬ peraturwiderstand ausgebildet ist.
3) Verfahren zur Spannungsversorgung einer Anordnung nach ei¬ nem der vorstehenden Patentansprüche, wobei eine Erhaltungs- ladungsschaltung (ELS) , die mit der externen Spannungsquelle (ESQ), dem zweiten Ausgang (A2) der Steuerschaltung (SS), dem Lithiumakkumulator und dem Modul (M) verbunden ist, bei voll¬ ständig entladenem Lithiumakkumulator, das Laden des Lithium¬ akkumulator steuert. 4) Verfahren zur Spannungsversorgung einer Anordnung, die folgende Elemente aufweist:
- eine externe Spannungsquelle (ESQ) ist mit einem ersten Eingang (El) einer Steuerschaltung (SS) verbunden, - die externe Spannungsquelle (ESQ) ist mit einem ersten Schalter (S) verbunden,
- der erste Schalter (S) ist mit einem Betriebsspannungs- versorgungseingang (BSPE) eines Moduls (M) verbunden,
- ein als Kondensator ausgebildeter interner elektrischer Energiespeicher (ISQK) ist mit einem zweiten Eingang
(E2) der Steuerschaltung (SS) verbunden,
- der interne elektrische Energiespeicher (ISQK) ist mit dem ersten Schalter (S) und dem Betriebsspannungsversor- gungseingang (BSPE) verbunden, - ein erster Ausgang (Al) der Steuerschaltung (SS) ist mit dem ersten Schalter (S) verbunden, wobei bei dem Verfahren
- die Steuerschaltung (SS) erkennt, ob die an dem ersten Eingang (El) anliegende Spannung oberhalb oder unterhalb eines Schwellwertes liegt,
- die Steuerschaltung (SS) erkennt, dass ein interner e- lektrischer Energiespeicher (ISQK) mit dem zweiten Eingang (E2) der Steuerschaltung (SS) verbunden ist,
- die Steuerschaltung (SS) erkennt, dass kein Akkumulator- typelement (T) mit dem dritten Eingang (E3) der Steuerschaltung (SS) verbunden ist, und wobei in diesem Fall,
- die Steuerschaltung (SS) den ersten Schalter (S) einschaltet, wenn die am ersten Eingang (El) anliegende Spannung unterhalb des Schwellwertes liegt und
- den ersten Schalter (S) ausschaltet, wenn die am ersten Eingang (El) anliegende Spannung oberhalb des Schwell¬ wertes liegt, so dass im letzteren Unterfall das Modul (M) nicht mit Betriebsspannung aus der externen Spannungsquelle (ESQ) versorgt wird.
5) Verfahren zur Spannungsversorgung einer Anordnung nach Patentanspruch 4, die zusätzlich folgende Elemente aufweist:
- die externe Spannungsquelle (ESQ) ist mit einer Lade¬ schaltung (LS) verbunden,
- die Ladeschaltung (LS) ist mit dem internen elektrischen Energiespeicher (ISQK) verbunden, - ein zweiter Ausgang (A2) der Steuerschaltung (SS) ist mit der Ladeschaltung (LS) verbunden, wobei in diesem Fall,
- die Steuerschaltung (SS) die Ladeschaltung (LS) sperrt, unabhängig davon, ob die am ersten Eingang (El) der Steuerschaltung (SS) anliegende Spannung unterhalb oder oberhalb des Schwellwertes liegt, so dass das Modul (M) nicht mittels der Ladeschaltung (LS) mit Betriebsspannung aus der externen Spannungsquelle (ESQ) versorgt wird.
6) Verfahren zur Spannungsversorgung einer Anordnung, die folgende Elemente aufweist:
- eine externe Spannungsquelle (ESQ) ist mit einem ersten Eingang (El) einer Steuerschaltung (SS) verbunden, - die externe Spannungsquelle (ESQ) ist mit einem ersten Schalter (S) verbunden,
- der erste Schalter (S) ist mit einem Betriebsspannungs- versorgungseingang (BSPE) eines Moduls (M) verbunden,
- ein als Batterie oder Standardakkumulator ausgebildeter interner elektrischer Energiespeicher (ISQK) ist mit einem zweiten Eingang (E2) der Steuerschaltung (SS) verbunden, - der interne elektrische Energiespeicher (ISQK) ist mit dem ersten Schalter (S) und dem Betriebsspannungsversor- gungseingang (BSPE) verbunden,
- ein erster Ausgang (Al) der Steuerschaltung (SS) ist mit dem ersten Schalter (S) verbunden, wobei bei dem Verfahren
- die Steuerschaltung (SS) erkennt, ob die an dem ersten Eingang (El) anliegende Spannung oberhalb oder unterhalb eines Schwellwertes liegt, - die Steuerschaltung (SS) erkennt, dass ein interner e- lektrischer Energiespeicher (ISQK) mit dem zweiten Eingang (E2) der Steuerschaltung (SS) verbunden ist,
- die Steuerschaltung (SS) erkennt, dass kein Akkumulatortypelement (T) mit dem dritten Eingang (E3) der Steuer- Schaltung (SS) verbunden ist, und wobei in diesem Fall,
- die Steuerschaltung (SS) den ersten Schalter (S) ausschaltet, unabhängig davon, ob die am ersten Eingang (El) der Steuerschaltung (SS) anliegende Spannung unter- halb oder oberhalb des Schwellwertes liegt, so dass das Modul (M) nicht mit Betriebsspannung aus der externen Spannungsquelle (ESQ) versorgt wird.
7) Verfahren zur Spannungsversorgung einer Anordnung nach Patentanspruch 6, die zusätzlich folgende Elemente aufweist:
- die externe Spannungsquelle (ESQ) ist mit einer Lade¬ schaltung (LS) verbunden,
- die Ladeschaltung (LS) ist mit dem internen elektrischen Energiespeicher (ISQK) verbunden, - ein zweiter Ausgang (A2) der Steuerschaltung (SS) ist mit der Ladeschaltung (LS) verbunden, wobei in diesem Fall,
- die Steuerschaltung (SS) die Ladeschaltung (LS) sperrt, unabhängig davon, ob die am ersten Eingang (El) der Steuerschaltung (SS) anliegende Spannung unterhalb oder oberhalb des Schwellwertes liegt, so dass das Modul (M) nicht mit Betriebsspannung aus der externen Spannungsquelle (ESQ) versorgt wird.
8) Verfahren zur Spannungsversorgung einer Anordnung, die folgende Elemente aufweist:
- eine externe Spannungsquelle (ESQ) ist mit einem ersten Eingang (El) einer Steuerschaltung (SS) verbunden, - die externe Spannungsquelle (ESQ) ist mit einem ersten Schalter (S) verbunden,
- der erste Schalter (S) ist mit einem Betriebsspannungs- versorgungseingang (BSPE) eines Moduls (M) verbunden,
- ein erster Ausgang (Al) der Steuerschaltung (SS) ist mit dem ersten Schalter (S) verbunden, wobei bei dem Verfahren
- die Steuerschaltung (SS) erkennt, ob die an dem ersten Eingang (El) anliegende Spannung oberhalb oder unterhalb eines Schwellwertes liegt, - die Steuerschaltung (SS) erkennt, dass kein interner e- lektrischer Energiespeicher (ISQK) mit dem zweiten Eingang (E2) der Steuerschaltung (SS) verbunden ist,
- die Steuerschaltung (SS) erkennt, dass kein Akkumulatortypelement (T) mit dem dritten Eingang (E3) der Steuer- Schaltung (SS) verbunden ist, und wobei in diesem Fall
- die Steuerschaltung (SS) den ersten Schalter (S) einschaltet, wenn die am ersten Eingang (El) der Steuerschaltung (SS) anliegende Spannung unterhalb des Schwellwertes liegt, so dass das Modul (M) mit Betriebs¬ spannung aus der externen Spannungsquelle (ESQ) versorgt wird, und
- den ersten Schalter (S) ausschaltet, wenn die am ersten Eingang (El) der Steuerschaltung (SS) anliegende Span- nung oberhalb des Schwellwertes liegt, so dass das Modul (M) nicht mit Betriebsspannung aus der externen Spannungsquelle (ESQ) versorgt wird.
9) Verfahren zur Spannungsversorgung einer Anordnung nach Patentanspruch 8, die folgende Elemente aufweist:
- die externe Spannungsquelle (ESQ) ist mit einer Lade¬ schaltung (LS) verbunden,
- die Ladeschaltung (LS) ist mit dem Betriebsspannungsver- sorgungseingang (BSPE) des Moduls (M) verbunden,
- ein zweiter Ausgang (A2) der Steuerschaltung (SS) ist mit der Ladeschaltung (LS) verbunden, wobei in diesem Fall
- die Steuerschaltung (SS) die Ladeschaltung (LS) sperrt, unabhängig davon, ob die am ersten Eingang (El) der
Steuerschaltung (SS) anliegende Spannung unterhalb oder oberhalb des Schwellwertes liegt, so dass das Modul (M) nicht mittels der Ladeschaltung (LS) mit Betriebsspannung aus der externen Spannungsquelle (ESQ) versorgt wird.
10) Steuerschaltung (SS) mit dem ersten Eingang (El), einem zweiten Eingang (E2), einem dritten Eingang (E3) , einem ersten Ausgang (Al) und einem zweiten Ausgang (A2) zur Ausfüh- rung des Verfahrens nach einem der vorstehenden Patentansprü¬ che .
11) Steuerschaltung (SS) mit einem ersten Eingang (El) , einem zweiten Eingang (E2), einem dritten Eingang (E3) und ei- nem ersten Ausgang (Al) zur Ausführung des Verfahrens nach einem der vorstehenden Patentansprüche 4, 6 und 8.
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